專利名稱：一種經(jīng)改進(jìn)的體溫計及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)改進(jìn)的體溫計及制作方法，更確切地說本發(fā)明涉及經(jīng)改進(jìn)的具有最大的功能的體溫計及其制作方法。屬于測溫儀表領(lǐng)域。
傳統(tǒng)類型的體溫計均在測量管中充滿水銀且在顯示被測溫度的球體和測量管(或讀數(shù)管)之間有一縮頸，并具有使進(jìn)入測量管的水銀線在冷卻下降過程中與管壁分離的功能。
眾所周知，水銀是一種毒性較大的液體金屬，為控制對環(huán)境的腐蝕，水銀的用量已受嚴(yán)格限制。尤其是歐盟各國已明令限制水銀溫度計的進(jìn)口，有關(guān)規(guī)定明確提出2003年后禁止使用水銀體溫計，因此，開發(fā)不用水銀的體溫計等測溫儀表已是環(huán)保的迫切需要。
中國專利ZL 93111917.0提出了一種能替代汞的合金及制備方法。該專利發(fā)明人提供的鎵、銦、錫、鉍、鋅五元合金，其熔類為-14.8℃，沸點達(dá)2170℃，實際上該五元合金保持液態(tài)的穩(wěn)定性不夠，當(dāng)溫度低于10℃時，都極易從液體中析出結(jié)晶體，影響了液態(tài)合金的流動性和溫度的準(zhǔn)確測定，不利于溫度儀表的低溫下使用，它們在低溫下實際上處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。
中國專利ZL 93118124.0認(rèn)為“迄今為止，所有試圖生產(chǎn)無汞體溫計的努力都沒有成功”，于是提出了一種將無毒低共熔合金作為測量管內(nèi)部的測量液體且具有最大功能的體溫計。為了達(dá)到最大功能，通常的Hick’sohe縮頸結(jié)構(gòu)不需任何其它簡化的上述體溫計的生產(chǎn)和控制。具體的說，設(shè)計的體溫計在測量管與球體間沒有縮頸結(jié)構(gòu)，而是利用在測量管里施以水涂層，使提供的GaInSn三元合金微氧化，靠合金與測量管有更大的粘著力使合金液柱在測量后斷開。實際上這種方法在生產(chǎn)實踐中難度極大，很難保持均勻性和同一性。難以保證批量生產(chǎn)產(chǎn)品的復(fù)現(xiàn)性。
本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)改進(jìn)的具有最大功能的體溫計及制作方法。具體地說是從二方面進(jìn)行改進(jìn)，一是作為測量液用的低共熔合金的改進(jìn)，提供了一種全新的組分，它克服了現(xiàn)有的替代水銀的低共熔點合金不穩(wěn)定性的缺點；二是測量管和顯示被測溫度的球體之間的縮頸的二個截面之比進(jìn)行調(diào)整，以保證體溫計最大的功能的實現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是通過下述方案實施的(1)本發(fā)明首先對低共熔點合金的低溫穩(wěn)定性作了重大改進(jìn)，不僅調(diào)整主成份鎵、銦、錫的金屬范圍，而且加入了熔點比鎵更低的金屬銫、及銣以取代鉍，使合金在低溫下能保持穩(wěn)定液體，克服了上述二個專利所提供的合金的低溫不穩(wěn)定性，本發(fā)明提供的低共熔點合金在10℃以下的低溫下保持穩(wěn)定液態(tài)，它具有更好的溫度顯示體功能，可以成功地取代水銀制作體溫計等溫度儀表。
本發(fā)明提供的低共熔點合金是由鎵、銦、錫、鋅、銫、銣六個元素組成的多元合金，具體組成(wt％)是Ga 50-67In 23-30Sn 6-16 Cs 0.01-10Rb 0.01-10 Zn 0.5-5合金的熔點為-2℃～-5℃，汽化點2050℃～2070℃，具有低共熔點、高汽化點，因此能滿足體溫計的要求，不會在低于5℃的條件下，從液體中析出固體的結(jié)晶，優(yōu)先推薦的組成(wt％)是Ga 58-62In 23-26Sn 12-16Cs 1-5 Rb 1-5 Zn 1-5本發(fā)明提供的的一種新組份的合金熔制是在有機(jī)玻璃密封箱中在氮氣保護(hù)下進(jìn)行的。先將鎵加熱熔化后(通常大于80℃)，然后分別按配比加入銦、錫、鋅、銫、銣攪拌均勻后，即成白色光亮的無夾雜的液態(tài)金屬制成液態(tài)金屬后即可將合金從密封箱中取出。
(2)為防止合金在空氣中氧化，在生產(chǎn)儲存和回收過程可向液態(tài)合金中加入5-10％(vol)的鹽酸酒精熔液，可以熔去合金因氧化或夾雜而帶來的雜質(zhì)，提高合金內(nèi)聚力和流動性并使合金表面保持光亮鏡面。
(3)針對ZL 93118124.0體溫計在測量管與球體間沒有縮頸的結(jié)構(gòu)所存在的問題和生產(chǎn)中的不可行性，仍與一般水銀體溫計一樣，在測量管和球體之間構(gòu)成縮頸連接，并為實現(xiàn)測量后測量管中的液體金屬液柱與球體間斷開，測量管毛細(xì)管為橢圓形截面，縮頸部位截面為圓形截面，并使縮頸截面的直徑約為測量管橢圓截面短軸的 (4)本發(fā)明提供的改進(jìn)體溫計是通過下述方法進(jìn)行制作的①首先將液態(tài)合金倒入密閉容器中，將容器抽至10-6大氣壓的高真空，再將體溫計毛細(xì)管的開口端插入液態(tài)合金中。然后，充入1個大氣壓的高純氮氣，在氮的壓力下，經(jīng)過12-24小時，使GaInSnCsRbZn合金灌滿體溫計毛細(xì)管及端部球體。
②打開密閉容器，倒入5-10％(vol)的鹽酸酒精熔液，以防止合金氧化，取出灌好合金的體溫計。
③將體溫計貯液球體端置于42℃熱水中，合金液柱沿毛細(xì)管上升，將多余液態(tài)合金從開口端排出，再將體溫計毛細(xì)管開口端封閉。將體溫表分別置于10℃和42℃的水中，標(biāo)定液柱的溫度標(biāo)記，制成體溫表。
本發(fā)明的優(yōu)點是顯而易見的，首先，它使用的六元合金具有低共熔點、高汽化點且在5℃以下具有穩(wěn)定性；第二，為防止液體合金氧化，使用5-10％(vol)鹽水酒精熔液可有效防止合金氧化，并保持合金的光亮表面；第三，體溫計制作方法簡單易行，它可以用于標(biāo)示10-42℃體溫計；第四，本發(fā)明提供的低共熔點液態(tài)金屬不僅用于體溫計制作，而且還可用于制作其他溫度儀表，如導(dǎo)電表、高溫表(0-800℃)、精密 標(biāo)準(zhǔn)表等。
下面通過實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步，但本發(fā)明決不僅僅限于實施例。
實施例1低共熔點液態(tài)合金的具體組成為Ga 56In 23Sn 15Cs 3 Zn 1 Rb 2
其熔點-5℃，汽化點2050℃，為防止合金氧化，打開密封容器時，倒入8％鹽酸酒精熔液，在灌裝時，在氧氣壓力下，體溫計毛細(xì)管開口端插入液態(tài)合金，經(jīng)20小時使GaInSnCsRbZn合金灌滿體溫計毛細(xì)管及端部球體?？s頸截面的直徑為測量管橢圓截面短軸的 實施例2低共熔點合金的組成為Ga 58In 25Sn 12Cs 1 Rb 1 Zn 3熔點為-2℃，汽化點2070℃，防止合金氧化用10％鹽酸酒精熔液，其余同實施例1。
實施例3體溫計毛細(xì)管插入液態(tài)合金，經(jīng)16小時使GaInSnCsRbZn合金灌滿測量管，縮頸截面的直徑為測量管橢圓截面短軸的 ，其余同實施例1。
實施例4 液態(tài)合金的組分為Ga 62 In 23Sn 12Cs 1 Rb 1 Zn 3其熔點為-3℃，汽化點為2060℃，其余同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)改進(jìn)的體溫計，具有球體和含有低共熔點液態(tài)合金的測量管，且球體與測量管間構(gòu)成縮頸連接，其特征在于(1)測量液用的低共熔點液態(tài)合金是由Ga、In、Zn、Sn、Cs和Rb六種(2)縮頸圓形截面的直徑為測量管橢圓截面短軸的
2.按權(quán)利要求1所述的經(jīng)改進(jìn)的體溫計，其特征在于所述的六元合金，優(yōu)先推薦組成(Wt％)是Ga 58-62In 23-26Sn 12-16Cs 1-5 Rb 1-5 Zn 1-5
3.按權(quán)利要求1或2所述的經(jīng)改進(jìn)的體溫計，其特征在于在液態(tài)合金中加入5-10％(體積)的鹽酸酒精熔液，以防合金氧化。
4.一種改進(jìn)的體溫計的制作方法，其特征是(1)GaInSnCsRbZn合金熔制是在有機(jī)玻璃密封箱中在氮氣保護(hù)下進(jìn)行的；先將鎵加熱熔化后，然后按配比加入銦、錫、鋅、銫、銣攪拌均勻后，即成白色光亮的無夾雜的液態(tài)金屬制成液態(tài)金屬后即可將合金從密封箱中取出；(2)然后將上述液態(tài)合金倒入密閉容器中，將容器抽至10-6大氣壓的高真空，再將體溫計毛細(xì)管的開口端插入液態(tài)合金中；然后，充入1個大氣壓的高純氮氣，在氮的壓力下，經(jīng)過12-24小時，使GaInSnCsRbZn合金灌滿體溫計毛細(xì)管及端部球體；打開密閉容器，倒入5-10％(vol)的鹽酸酒精熔液，以防止合金氧化，取出灌好合金的體溫表；將體溫表貯液球體端置于42℃熱水中，合金液柱沿毛細(xì)管上升，將多余液態(tài)合金從開口端排出，再將體溫計表毛細(xì)管開口端封閉；將體溫計分別置于10℃和42℃的水中，標(biāo)定液柱的溫度標(biāo)記，制成體溫表。
5.按權(quán)利要求1所述的經(jīng)改進(jìn)的體溫計，其特征在于所述的測量液用的低共熔液態(tài)合金可用于制作其他溫度儀表，如導(dǎo)電表，0-800℃高溫表，精密 標(biāo)準(zhǔn)表。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種經(jīng)改進(jìn)的體溫計及制作方法,其特征在于提供的測量液用的低共溶點液態(tài)合金,組成(wt%)為Ca 50－67,In 23－30,Sn6－16,Cs 0.01－10,Rb 0.01－10,Zn 0.5－5;球體與測量管間構(gòu)成縮頸連接,縮頸的圓形截面直徑為測量管橢圓截面短軸的1/4～1/3。作為測量液用的GaInSnCsRbZn六元低共熔點液態(tài)合金還可用于制作其他溫度儀表,如導(dǎo)電表,0－800℃高溫表,精密1/10℃標(biāo)準(zhǔn)表等。
文檔編號G01K5/00GK1311430SQ0110598
公開日2001年9月5日 申請日期2001年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月13日
發(fā)明者黃元偉, 張振遠(yuǎn), 毛維軍 申請人:黃元偉, 張振遠(yuǎn), 毛維軍